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关键词：IPC 印染设备 交流变频调速系统
摘要：该文主要阐释了工控机在印染厂L型练漂联合机交流变频同步调速系统中的应用，包括系统原理、同步调速方案、张力传感器的位置控制、软硬件实现等。
一、引言
现今社会PC机软硬件资源丰富、产量大、价格低且质量高，为广大技术人员所熟悉和认可，家用电脑逐步普及。目前，PC机占通用计算机95%以上，这是工业PC热的基础。从事工控的专家和技术人员自然想赋予PC机更高的使命，拟让它在过程控制、制造自动化及楼宇自动化等方面扮演重要角色。
IPC机箱中插入各种高性能的CPU卡、RAM、ROM/Flash电子盘、各类外设卡及工业I/O卡，再配以相应的工控软件，便构成了一个工业过程控制IPC系统。该文针对某印染厂L型练漂联合机C单元的控制，通过工控机完成了印染设备交流变频同步调速系统的全部设计和控制。
二、L型练漂联合机简介
对印染设备来说，同步协调是要保证布匹加工中恒线速度和恒张力。前后速度一致是布匹运行的基本条件，否则不是断布就是缠轴；而张力恒定则与印染加工的质量有密切的关系，它与印花、漂白、染色织物的均匀度、劳度、手感、缩水率等有关。某印染厂的+ 型练漂联合机是1985年从日本引进的设备，全机分A、B、C 3个单元，共使用了28台直流电机传动，计A单元10台，B单元7台，C单元11台，3个单元同步调速，单元间设有三辊松紧架和旋转变压器，以此调节线速度一致和维持适当的布张力。整个联合机属两级同步，调速范围为35～140m/min，3个单元既可联合运行也可单独运行。
原系统采用共——分电源混合直流同步传动：单元内部各直流电机共（电枢）电源，同步采用调激磁；单元间采用分（电枢）电源，同步采用调电枢电压，单元内部各主令电机的主轴上装有测速发电机，引入速度反馈，以保证速度稳定。
这台联合机已使用多年，部件损坏严重，因此提出对L机实行技术改造，将传动由直流改为交流变频，电机由直流电机改为鼠笼电机。
三、系统改造方案
由于电力电子技术的发展和交流电机变频调速技术的成熟，在生产中的推广应用已经开始。在印染设备上采用交流多电机变频同步调速，用鼠笼电机取代直流电机已成为可能。除个别设备外，印染机械都是单方向不可逆运行，在给定的工艺条件下，负载基本不变，属恒转矩负载。这些特点特别适合于变频调速。多单元速度的公调和自调都通过变频，这对变频器来说是不难办到的。经过技术革新，现已将A、B单元均成功改造成用可编程控制器控制的交流多电机变频同步调速系统，而C单元欲改造成工控机控制的交流多电机变频同步调速系统。
C单元包括11台电机，每一台电机均由一台变频器控制。电机间共有8套松紧架同步装置进行布张力的同步。工业控制计算机（IPC）内部的ISA槽插有2块板卡，其中一块是开关量输入输出卡，完成C单元全部逻辑控制关系，另外一块是模拟量I/O卡，通过A/D转换完成实时监测松紧架位置信号并显示于计算机屏幕上，同时通过计算机主令频率给定，进行D/A转换，经过频率给定放大隔离电路控制11台变频器的主频率给定（公调），而松紧架的位置信号经同步装置转换成-5V～+5V的差分电压信号，作为变频器的辅助频率给定（自调），主频率和辅助频率同时作用于变频器，进行同步调节。另由ADAM4520（RS-232转RS-485）完成印染设备在Windows98下DCS变频调速系统的串行通信控制，通过上位机对变频器内部参数进行读取并显示，写参数于变频器，可以代替变频器的面板按钮功能。
8套松紧架即为张力传感器，多传感器数据融合问题在这里有了很好的体现。张力传感器将电机间张力不一致的信号检测出来，分别送入各变频器进行决策，然后11台变频器在主频率的统一调整下对整个系统进行控制。这说明本系统的控制应用了分布式检测信息融合的方法。其结构如图1所示： | 
